Fokozott aritmiaérzékenységgel társuló kamrai szívizom-remodelling vizsgálata sportszív nagyállatmodellben = Ventricular myocardial remodeling associated with increased arrhythmia sensitivity in a large animal athlete’s heart model

Pintér, Jenő Antal and Polyák, Alexandra Júlia and Varró, András and Farkas, Attila and Baczkó, István and Topal, Leila (2023) Fokozott aritmiaérzékenységgel társuló kamrai szívizom-remodelling vizsgálata sportszív nagyállatmodellben = Ventricular myocardial remodeling associated with increased arrhythmia sensitivity in a large animal athlete’s heart model. CARDIOLOGIA HUNGARICA, 53 (5). pp. 436-445. ISSN 0133-5596

Preview

Text CH_2023_5_Pinter-Jeno.pdf Download (537kB) | Preview

Abstract

A közelmúltban több tanulmány is rámutatott arra, hogy az intenzív sporttevékenység szívritmuszavarok kialakulására hajlamosíthat és akár hirtelen szívhalálhoz is vezethet, azonban a háttérben húzódó elektrofiziológiai mechanizmusok kevéssé ismertek. Munkánk során a tartós állóképességi edzés indukálta szívizom-átépülést (ún. „remodelling”) és aritmiaérzékenységet vizsgáltuk kutya sportszív-modellben. Beagle-kutyákat véletlenszerűen „kontroll” és „edzett” csoportokba soroltunk (n=12/csoport), ez utóbbi egy 4 hónapos intenzív edzésprogramban vett részt. A szívizom-remodellációt és a ritmuszavar-érzékenységet számos in vivo és in vitro technikával vizsgáltuk (elektrokardiográfia, echokardiográfia, közvetlen kamrai „burst” ingerlés, patch-clamp, immunocitokémia, szövettani vizsgálatok). Az edzésprogram hatására nőtt a szeptális falvastagság (8,1±0,2 mm vs. 7,4±0,2 mm; p<0,05), a bal kamrai végdisztolés átmérő (32,0±0,7 mm vs. 30,4±0,7 mm; p<0,05) és a bal kamrai tömegindex (125,8±4,3 g/m2 vs. 97,7±6,4 g/m2; p<0,05). Megnyúlt kamrai repolarizációt figyeltünk meg in vivo és in vitro körülmények között (QTc: 237,1±3,4 ms vs. 213,6±2,8 ms; APD90: 472,8±29,6 ms vs. 370,1±32,7 ms; p<0,05), amelyek a repolarizáció emelkedett rövid távú variabilitásával társultak. Az edzett állatok szívéből izolált bal kamrai szívizomsejtek tranziens kifelé irányuló K+-áramának amplitúdója csökkent (6,4±0,5 pA/pF vs. 8,8±0,9 pA/pF, 50 mV; p<0,05), mindemellett a bal kamrai fibrózis mértéke, illetve a HCN4-fehérje expressziója is emelkedett. Fokozott ektópiás aktivitást és aritmiaérzékenységet figyeltünk meg az edzett állatokban. Modellünkben egyértelmű strukturális és elektrofiziológiai szívizom-átalakulás jelentkezett. Szívmorfológiai megfigyeléseink összhangban állnak a humán állóképességi élsportolókban megfigyeltekkel. Tanulmányunkban a repolarizáció diszperziójának fokozódása, a fibrózis emelkedett mértéke és a HCN4-túlexpresszió a modell aritmiák iránti fokozott érzékenységét jelzik. Abstract: Several recent studies have highlighted that high-intensity training may predispose to cardiac arrhythmias and, in severe cases, sudden cardiac death, but the underlying electrophysiological mechanisms are poorly understood. Our study investigated cardiac remodeling and susceptibility to ventricular arrhythmias induced by sustained endurance training in a canine model of elite exercise. Beagle dogs were randomized to a “control” or a “trained” group (n=12/group). The trained group participated in a 4-month intensive training program. Cardiac remodeling and arrhythmia susceptibility were investigated using various in vivo and in vitro methods (elect-rocardiography, echocardiography, ventricular burst stimulation, patch-clamp, immunocytochemistry and histopathological studies). The training program led to increased septal wall thickness (8.13±0.2 mm vs. 7.4±0.2 mm; p<0.05), left ventricular end-diastolic dia-meter (32.0±0.7 mm vs. 30.4±0.7 mm; p<0.05), and left ventricular mass index (125.8±4.3 g/m2 vs. 97.7±6.4 g/m2; p<0.05). In trained animals, prolonged ventricular repolarization was detected under in vivo and in vitro conditions (QTc: 237.1±3.4 ms vs. 213.6±2.8 ms, n=12; APD90: 472.8±29.6 ms vs. 370.1±32.7 ms; p<0.05), accompanied with increased short-term variability of repolarization. The amplitude of the transient outward K+-current in left ventricular myocytes isolated from the hearts of the trained animals was reduced (6.4±0.5 pA/pF vs. 8.8±0.9 pA/pF, at 50 mV; p<0.05), additionally, the degree of left ventricular fibrosis and HCN4 protein expression were increased. Additionally, there was a notable increase in ectopic activity in trained dogs. The exercise program resulted in clear cardiac structural and electrophysiological alterations. Our study suggests that increased repolarization dispersion, elevated fibrosis, and overexpression of HCN4 indicate increased susceptibility of the model to arrhythmias.

Actions (login required)

Edit Item